[实用新型]一种基于相控阵超声的残余应力测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于相控阵超声的残余应力测量装置，测量装置包括探头外壳、相控阵发射探头、相控阵接收探头和吸附组件；所述相控阵发射探头、相控阵接收探头均设置在探头外壳内，相控阵发射探头和相控阵接收探头相对且间隔设置；所述吸附组件设置在探头外壳外壁底部；所述吸附组件包括弹簧和磁性固定销，探头外壳外壁底部设置有探头外壳固定孔，所述弹簧和磁性固定销设置在所述探头外壳固定孔内，且弹簧上端与探头外壳固定孔顶部连接，弹簧下端与磁性固定销连接；磁性固定销能够从所述探头外壳固定孔底部伸入吸附待检测工件表面。本实用新型通过磁吸力将探头稳定的耦合在待检测工件表面，为残余应力测量过程提供了稳定的耦合力。

技术领域

本实用新型属于超声检测领域，具体涉及一种基于相控阵超声的残余应力测量装置。

背景技术

工件中的残余应力往往会导致工件疲劳失效、变形等，对工件的服役性能和尺寸精度均有很大影响。同时，残余应力集中的区域，往往是工件容易萌生裂纹的部位，对残余应力分布和残余应力水平的准确测量对于监控工件的服役状况具有十分重要的意义。

目前常用的残余应力测量方法主要有表面波法、临界折射纵波法、横波法、纵波法等，其中以临界折射纵波法应用最为广泛，临界折射纵波是一种在固体表面以下传播的体纵波，由于其对应力敏感而对材料织构不敏感的特性，主要用于评估材料内部的残余应力，测量精度相对较高。但是对于工件表面的残余应力，由于表面波对结构内部的微小缺陷和微结构变化更加敏感，常采用表面波法对表面残余应力进行检测。

目前对于残余应力的测量往往只是用其中一种波形测量，不能全面的测量工件内部及表面的残余应力水平，或者是采用多次测量的方法，采用不同波形对同一区域的残余应力进行测量，工件残余应力的测量既不全面，测量效率也不高。

实用新型内容

为解决的技术工件残余应力不全面的问题，本实用新型提供一种基于相控阵超声的残余应力测量装置，该装置采用临界折射纵波和表面波相结合的方法，对工件内部和表面的残余应力进行测量，并可在一次测量中得出，提高了残余应力的测量效率。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种基于相控阵超声的残余应力测量装置，包括探头外壳、相控阵发射探头、相控阵接收探头和吸附组件；

所述相控阵发射探头、相控阵接收探头均设置在探头外壳内，相控阵发射探头和相控阵接收探头相对且间隔设置；所述吸附组件设置在探头外壳外壁底部；

所述吸附组件包括弹簧和磁性固定销，探头外壳外壁底部设置有探头外壳固定孔，所述弹簧和磁性固定销设置在所述探头外壳固定孔内，且弹簧上端与探头外壳固定孔顶部连接，弹簧下端与磁性固定销连接；磁性固定销能够从所述探头外壳固定孔底部伸入吸附待检测工件表面。

本实用新型进一步的改进在于，所述探头外壳为非铁磁性材质制成。

本实用新型进一步的改进在于，所述相控阵发射探头和相控阵接收探头均具有用于激发出表面波和临界折射纵波的大角度横波楔块。

本实用新型进一步的改进在于，所述相控阵发射探头和相控阵接收探头的大角度横波楔块对称设置。

本实用新型进一步的改进在于，相控阵发射探头和相控阵接收探头之间的间距为恒定值。

本实用新型进一步的改进在于，所述探头外壳固定孔为盲孔，盲孔开口端向下。

本实用新型进一步的改进在于，所述探头外壳固定孔内部直径与磁性固定销的外部直径相配合，用于对磁性固定销伸出进行导向。

本实用新型进一步的改进在于，所述探头外壳固定孔分布在探头外壳的四个角。

本实用新型进一步的改进在于，所述相控阵发射探头和相控阵接收探头分别通过相控阵晶片连接线连接至探头外壳外部的接口。